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围护结构太阳辐射吸收系数对太阳能采暖建筑外墙热性能的影响

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太阳能学报 2023年第12期44卷 33-40页

作者：桑国臣程芳玥刘瑶龙凯晨崔晓玲西安理工大学土木建筑工程学院西安710048

利用墙体热工系统理论,依据墙体传热的室外边界条件具有地区差异和表面特性差异的特点,选取拉萨、银川和西安作为代表性地区,通过以附加热阻百分率和附加热惰性指标为外墙表面热工参数的等效计算方法,讨论冬季采暖条件下改变太阳辐射吸... 详细信息

利用墙体热工系统理论,依据墙体传热的室外边界条件具有地区差异和表面特性差异的特点,选取拉萨、银川和西安作为代表性地区,通过以附加热阻百分率和附加热惰性指标为外墙表面热工参数的等效计算方法,讨论冬季采暖条件下改变太阳辐射吸收系数对南墙节能量和内壁面温度的变化规律。结果表明:增大南墙的太阳辐射吸收系数可有效增大节能量,但会小幅降低内壁面温度的稳定性,这种影响在太阳辐照度最高的拉萨地区最为显著,其次为银川和西安,且随着墙体传热阻和热惰性指标的增大,节能量和内壁面波动幅度对太阳辐射吸收系数的敏感性变小。

关键词：太阳能被动式太阳能采暖节能太阳辐射吸收系数等效计算内壁面波动幅度

太阳辐射吸收系数对太阳能建筑热性能和节能效果的影响

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太阳辐射吸收系数对太阳能建筑热性能和节能效果的影响

作者：程芳玥西安理工大学

学位级别：硕士

我国西部地区拥有丰富的太阳能资源,是重要的能源基地,发展被动式太阳能建筑的潜力巨大,但由于西部地区地域辽阔,各地气候条件存在差异,适宜不同气候条件的被动式技术类型和设计参数并不具体,这使得推广被动式太阳能建筑具有挑战性。对... 详细信息

我国西部地区拥有丰富的太阳能资源,是重要的能源基地,发展被动式太阳能建筑的潜力巨大,但由于西部地区地域辽阔,各地气候条件存在差异,适宜不同气候条件的被动式技术类型和设计参数并不具体,这使得推广被动式太阳能建筑具有挑战性。对于非透明围护结构来说,一部分太阳辐射热被吸收并存储于外墙的结构热质中,从本质上影响着室内热环境,而这部分热量不仅受墙体本身性能的影响,还受外墙外表面太阳辐射吸收系数的影响,因此探究外表面太阳辐射吸收系数的改变能否作为一项节能措施成为一个关键问题。为此,本文首先通过理论分析,掌握了两个重要参数—附加热阻百分率和附加热惰性指标。在此基础上建立了典型建筑的物理模型,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,分析了太阳辐射吸收系数对室内热环境以及节能效果的影响规律,本研究得到的主要成果为:(1)选用“附加热阻百分率”和“附加热惰性指标”作为后续计算的主要参数,将室外综合温度分解为室外干球温度和太阳辐射当量温度,通过计算得到拉萨、银川和西安三个地区不同太阳辐射吸收系数下的附加热阻百分率和附加热惰性指标,并总结出变化规律:太阳辐射吸收系数越大,附加热阻百分率越大,附加热惰性指标越小。(2)基于西部地区冬季室外热环境特点,利用理论计算的分析方法,研究了太阳辐射吸收系数对围护结构传热失热量以及内壁面温度的影响。总结出变化规律,外墙传热阻和热惰性指标的增大都会降低太阳辐射吸收系数对墙体热性能的敏感性,为外墙外表面优化设计提供依据。(3)基于银川地区冬季室外热环境特点,通过数值模拟的方法,首先分析了不同传热阻外墙、室内计算温度以及采暖方式单因素条件下,太阳辐射吸收系数对采暖空调能耗以及全年总能耗的影响,并得出线性回归方程,再对多因素影响下的全年建筑总能耗进行分析,结果表明,增大太阳辐射吸收系数可以降低冬季采暖能耗,但对于夏季空调能耗具有“反节能”效果,因此结合全年总能耗进行整体分析,进一步验证了改变外墙外表面太阳辐射吸收系数这一节能措施的有效性。以期通过本文的研究,能够为西部地区农村住宅的节能改造提供有效的参考,从而实现低能耗的可持续发展。

关键词：太阳能建筑太阳辐射吸收系数等效计算室内热环境节能

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钢结构常用涂料太阳辐射吸收系数试验研究

建筑结构学报 2014年第5期35卷 81-87页

作者：陈志华陈滨滨刘红波天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072

大跨度钢结构受太阳辐射作用,温度场具有非均匀性和时变性,结构的温度效应异常复杂。工程中低估温度效应会影响结构安全从而导致焊缝开裂、结构坍塌等工程事故。钢结构常用涂料的太阳辐射吸收系数是进行太阳辐射作用下钢结构温度效应分... 详细信息

大跨度钢结构受太阳辐射作用,温度场具有非均匀性和时变性,结构的温度效应异常复杂。工程中低估温度效应会影响结构安全从而导致焊缝开裂、结构坍塌等工程事故。钢结构常用涂料的太阳辐射吸收系数是进行太阳辐射作用下钢结构温度效应分析的关键因素。在总结文献的基础上,提出了基于光谱法的采用分光光度计测定涂料太阳辐射吸收系数的方法。通过测定及分析17组样品的太阳辐射吸收系数,确认面漆的颜色是影响太阳辐射吸收系数的主要参数。基于试验测定的太阳辐射吸收系数,通过对山东茌平体育馆屋盖的简化算例分析,分别研究了6种常用面漆涂装的大跨度空间结构的温度场及其温度响应。结果表明,钢构件表面所采用的面漆颜色对太阳辐射下的结构温度场和温度效应具有较大的影响。

关键词：大跨度钢结构太阳辐射测试方法太阳辐射吸收系数非均匀温度场温度效应涂料

建筑外饰面表面污染后太阳辐射吸收系数的测试与修正

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建筑技术 2010年第11期41卷 1043-1045页

作者：孟庆林李宁夏磊亚热带建筑科学国家重点实验室华南理工大学建筑节能研究中心广州510640

建筑外饰面材料在使用过程中,其表面的太阳辐射吸收系数将发生变化,故设计之初需要对其进行修正。通过参考相关国家标准对三种不同种类的建筑外饰表面材料进行耐玷污性试验,测试饰面材料被污染前后建筑外饰面表面半球辐射率和太阳辐射... 详细信息

建筑外饰面材料在使用过程中,其表面的太阳辐射吸收系数将发生变化,故设计之初需要对其进行修正。通过参考相关国家标准对三种不同种类的建筑外饰表面材料进行耐玷污性试验,测试饰面材料被污染前后建筑外饰面表面半球辐射率和太阳辐射吸收系数的变化,并对建筑外饰面的太阳辐射吸收系数及污染修正系数进行曲线拟合,得到了较好的拟合结果,根据此拟合曲线可以得出污染后材料的太阳辐射吸收系数,供设计人员参考。

关键词：建筑外饰面耐玷污性太阳辐射吸收系数污染修正系数

颜料对太阳辐射吸收系数的测定和在功能涂料中的应用

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现代涂料与涂装 2003年第5期 29-31页

作者：郭洪猷李秀艳王平北京化工大学北京化工大学 100029

介绍了颜料对太阳辐射吸收能力定量测定的新方法,并举例说明了它的应用。

关键词：颜料太阳辐射吸收系数功能涂料

考虑结构表面涂装及特征的桥梁温度场分析研究

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考虑结构表面涂装及特征的桥梁温度场分析研究

作者：李绍基华南理工大学

学位级别：硕士

温度荷载对桥梁的力学性能影响显著,也是桥梁出现病损和性能退化的主要原因之一。开展桥梁温度效应分析研究与评估对确保桥梁安全运营意义重大。桥梁温度场以数值模拟和实桥测试为主要研究方法,数值模拟中的对流换热系数和辐射吸收系数... 详细信息

温度荷载对桥梁的力学性能影响显著,也是桥梁出现病损和性能退化的主要原因之一。开展桥梁温度效应分析研究与评估对确保桥梁安全运营意义重大。桥梁温度场以数值模拟和实桥测试为主要研究方法,数值模拟中的对流换热系数和辐射吸收系数的选取尚不统一,常常是相互引用,具有较大主观性与不确定性,没有考虑结构表面特性的影响且缺少相关热工试验规程,因此可能导致较大计算误差。本文开展考虑结构表面涂层及特性的桥梁温度场计算与分析研究,提出两种热交换参数的试验测试和计算方法,设计和建立了相应的试验系统进行测试和分析研究,并基于试验结果设计工况考虑结构表面涂装及特征对箱型桥梁温度场的影响。主要研究内容和结论如下:(1)基于气固表面的对流换热机理分析,设计并建立了一套能考虑结构表面特性的工程材料表面对流换热系数测量系统与计算方法,选取不同材料和表面状况(粗糙度、涂层)进行试验研究,基于回归分析得到同时考虑表面粗糙度和风速影响的混凝土对流换热系数计算公式,并给出氟碳、聚氨酯和氯化橡胶面漆涂装的混凝土和钢材表面对流换热系数的计算公式,进一步完善工程材料对流换热系数的定量计算方法。(2)基于热平衡理论并考虑长、短波辐射差异性,提出了一种桥梁材料辐射吸收系数计算方法,设计和建立了一套能考虑结构表面特性的辐射吸收系数测量系统;开展桥梁结构表面特性(表面粗糙度、颜色、涂层体系)对辐射吸收系数影响的试验研究,得到了考虑粗糙度影响的混凝土辐射吸收系数计算公式;给出铁红、交通白、浅灰、中灰、煤灰的氟碳、聚氨酯和氯化橡胶漆涂装后混凝土和钢材表面的辐射吸收系数的建议值。(3)开展了考虑结构表面涂装及特征的箱型桥梁温度场分析研究。对某大跨混凝土箱梁桥和大跨钢箱梁,考虑不同结构表面特性、涂装体系等工况,调整桥梁涂装部位表面对流换热系数和辐射吸收系数,通过MATLAB编程实现与ANSYS数据交互的有限元计算,得到多种工况下桥梁截面温度场数值并与现场监测数据对比分析,结果表明:1)考虑表面涂装及特征并合理选取辐射吸收系数和对流换热系数能提高桥梁温度场计算的精确度。2)白色氟碳面漆能显著降低桥梁的日照温度,使混凝土桥涂装部位温度降低3～6℃,相对降低8.4～20.6%,也使钢桥涂装部位温度降低1.9～6.7℃,相对降低5.8～17.1%;铁红、中灰、煤灰面漆配色会增大混凝土桥梁涂装部位的日照温度,但对钢桥涂装部位的日照温度影响不明显;3)结构表面涂装将显著影响桥梁横向温差,白色氟碳面漆涂装会加剧顶板横向温差,使混凝土顶板最大横向温差增加2.5℃,相对增大38.5%,也使钢箱梁顶板铺装层最大横向温差增加1.4℃,相对增大20.9%;建议桥梁应考虑涂装对竖向温差和顶板横向温差的影响。4)结构表面铺装层会显著改变桥梁的竖向温差,其影响不容忽视。

关键词：桥梁温度结构表面特性涂装体系对流换热系数太阳辐射吸收系数

国家体育场大跨度钢结构温度场分析与合拢温度研究

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建筑结构学报 2007年第2期28卷 32-40页

作者：范重王喆唐杰中国建筑设计研究院北京100044

结合国家体育场工程,对温度差异引起桁架结构的内力效应、太阳辐射吸收系数ρ的影响因素以及降低太阳辐射温升的措施进行了分析。通过分析统计得到结构各区域箱形构件的太阳辐射照度,合理地确定了温度场计算采用的各种参数及室内外风速... 详细信息

结合国家体育场工程,对温度差异引起桁架结构的内力效应、太阳辐射吸收系数ρ的影响因素以及降低太阳辐射温升的措施进行了分析。通过分析统计得到结构各区域箱形构件的太阳辐射照度,合理地确定了温度场计算采用的各种参数及室内外风速及相应的热传导计算边界条件。采用有限元法计算了箱形构件各表面的辐射温度与构件的平均辐射温升,从而确定了“鸟巢”结构各区域内构件的辐射温度。明确提出大跨度屋盖结构的合拢与合拢温度要求,并根据历史气象温度记录与变化趋势、太阳辐射温升、结构设计的合理性以及结构施工的实际进程,综合确定在大跨度钢结构设计时采用的合拢温度与最大正、负温差。

关键词：国家体育场大跨度结构温度应力太阳辐射吸收系数热传导计算合拢温差

攀西地区温和C区建筑围护结构隔热性能设计计算

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四川建筑科学研究 2023年第2期49卷 84-89页

作者：陈东平韦延年于忠李兵四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 四川省建筑工程质量检测中心有限公司四川成都610081 攀枝花市建筑节能和绿色建筑发展中心四川攀枝花617000

攀西地区温和C区的气候特点介于温和A区和温和B区之间,具有夏季较热、冬季温暖的建筑气候特点,隔热性能设计是温和C区建筑围护结构节能设计的重要方面。分析了围护结构隔热性能设计的依据、计算方法和过程。为体现因地制宜,结合该地区... 详细信息

攀西地区温和C区的气候特点介于温和A区和温和B区之间,具有夏季较热、冬季温暖的建筑气候特点,隔热性能设计是温和C区建筑围护结构节能设计的重要方面。分析了围护结构隔热性能设计的依据、计算方法和过程。为体现因地制宜,结合该地区民用建筑墙体材料及构造特点,以钢筋混凝土剪力墙结构体系建筑的西向外墙为隔热性能计算实例,外墙采用太阳辐射吸收系数为0.35的浅色饰面材料,内墙采用低热导率的轻质抹灰石膏组合的墙体。结果表明,该技术措施满足该地区建筑节能标准中的隔热性能设计要求。

关键词：温和C区围护结构太阳辐射吸收系数隔热性能设计

太阳辐射下张拉整体高耸结构热学及力学性能研究

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建筑结构 2018年第13期48卷 1-6页

作者：马瑞嘉马人乐中国中元国际工程有限公司北京100089 同济大学建筑工程系上海200092

张拉整体高耸结构是一种新型结构体系,是张拉整体的概念在竖直方向上的应用,尚未有任何功能性结构建成。针对一座功能为电视塔的张拉整体高耸结构,基于ASHRAE晴空辐射模型,模拟了该结构在一天中的非均匀时变温度场分布情况,并计算了结... 详细信息

张拉整体高耸结构是一种新型结构体系,是张拉整体的概念在竖直方向上的应用,尚未有任何功能性结构建成。针对一座功能为电视塔的张拉整体高耸结构,基于ASHRAE晴空辐射模型,模拟了该结构在一天中的非均匀时变温度场分布情况,并计算了结构在该温度场下的力学响应。通过不同的太阳辐射吸收系数取值,研究了索体材料和压杆面漆的选取对于结构热学、力学性能的影响。结果表明,当采用深色压杆面漆时,结构在太阳辐射下索力损失最小。

关键词：张拉整体高耸结构太阳辐射 ASHRAE晴空辐射模型太阳辐射吸收系数