太阳辐射热的作用和建筑物通风空调系统

4.1　太阳辐射热

太阳是一个巨大的炽热球体，直径相当于地球的110倍，表面温度约6 000 K左右，太阳的能量是由氢聚变为氦的热核反应所产生的，聚变所产生的巨大能量维持着太阳的高温。太阳表面不断地以电磁波辐射方式向宇宙发射出巨大的热能，总称为太阳辐射。

当太阳辐射穿过大气层时，一部分辐射光能被大气中的水蒸气、二氧化碳和臭氧等所吸收；一部分辐射光遇到空气分子、尘埃和微小水珠等分子时，产生散射现象。另外云层对太阳辐射还有反射作用。最终到达地球表面的太阳辐射能可分为两部分；一部分是从太阳直接照到地球表面的部分，称为直接辐射。这部分辐射是具有方向性的，是太阳到达地面总辐射的主要部分；另一部分由于被各种气体分子、尘埃和微小水珠等反射或折射，到达地球表面无特定方向称为散射辐射，它没有方向性，特别是在晴天，它只占总辐射的一小部分。我们把直射辐射和散射辐射之总和称为太阳总辐射或简称太阳辐射。

太阳辐射强度是指1m2黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为kW/m2或W/ m2。

地面所接受的太阳辐射强度受太阳高度角、大气透明度、地球纬度、云量和海拔高度等因素影响。

4.2　太阳辐射热对建筑物的作用

到达地面的太阳辐射能为直接辐射和散射辐射之和，其中一部分被地面反射出去，而形成地面的反射辐射；另一部分被地面所吸收。由于地面吸收太阳辐射热后温度升高，形成一个辐射热源，而向大气及周围物体表面发出长波辐射。所以建筑物所受到的辐射热，除了太阳的直接辐射与散射辐射外，还有地面的反射辐射与长波辐射。此外，建筑物表面，由于受辐射而提高了表面温度，也变成了辐射热源，并以长波向外辐射，称为有效辐射，这样，建筑物表面所受到的辐射照度J可按下式表示。(www.xing528.com)

式中：JZ——太阳直射辐射照度，W/ m2；

　　　JS——太阳散射辐射照度，W/ m2；

　　　JD——地面反射辐射照度，W/ m2；

　　　JC——地面长波辐射照度，W/ m2；

　　　Jy——建筑物表面有效辐射照度，W/ m2。

建筑物在相同地点、不同朝向的外表面所受到的辐射强度各不相同。当太阳照射到围护结构外表面时，一部分被反射，另一部分被吸收，二者的比例取决于表面材料的种类、粗糙度和颜色等。各种材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数不同，表面越粗糙，颜色越深吸收的太阳辐射热就越多；反之，表面越光滑，颜色越浅，吸收的太阳辐射热就越少，因此，建筑物的外表面根据需要太阳辐射的强度大小而采用不同的颜色。对于夏季需使用空调的地区，外墙易采用浅色，有利于减小辐射热。外窗采用反射玻璃，增大玻璃的反射率，减少室内的太阳辐射热。