太陽高度角片是太陽光線與其在水平面上投影之間的夾角,即太陽光線與水平面之間的夾角。太陽高度角隨著地方時和太陽赤韓的變化而變化,是決定地球表面獲得太陽熱能數量的最重要的因素。由解析幾何可得
其中,/是地理紳度;A是太陽時角;3是太陽赤韓角。太陽方位角(;):指在水平面上,太陽光線在水平面上投影^順時針方向與北向之間的夾角,也可liU人為它面對太陽方向,由解析幾何可得
表面太陽方位角r:對某一垂直面或傾斜面而言,太陽光線在水平面上的投影與該面的法線在水平面上的投影之間的夾角稱為表面太陽方位角。表面方位角^^:對某一垂直面或者傾斜面而言,其法線在水平面上的投影(^北向順時針方向之間的夾角稱為表面方位角。入射角0:是太陽光線與入射表面法線么間的夾角。傾角a:是入射表面法線與水平面法線之間的夾角。上各角度之間有下關系
根據美國供暖、制冷和空氣調節工程師協會推薦使用的ASHRAE晴空模型,選用根據我國太陽轄射強度巧合得到的隨年序日連續變化的系數,計算瞬時太陽福射強度。建筑物接受的太陽轄射由直射福射、天空散射轄射和地面與建筑物反射福射組成的t42^。
(1)晴天地球表面太陽垂直入射直射福射強度。
0為入射角(即太陽光線與平面法線之間的夾角),如果cos6小于0,則沒有直射入射到表面,即表面處于陰影中,則該表面直射福射強度不予考慮。
(2)晴天地球表面非垂直面的太陽散射箱射強度。
式中,C為平面上散射福射與垂直入射直射的比值;為表面對天空的角系數。(3)晴天地球表面的太陽反射福射強度。
式中,為反射到表面上的福射量,r/m2;Gw為落在壁面么前的水平面或者地面上的總箱射?量(直射加散射),W/m2;為地面或水平面的反射率;/;g為表面對地面的角系數。因此入射到非垂直表面的太陽總福射為
式中,g,為構件表面實際得到的太陽賴射熱流密度;a為構件表面的太陽轄射吸收率。鋼構件的表面對流換熱可參考牛頓冷卻公式計算
式中,A為表面傳熱系數;7;為室外氣溫;7為鋼構件外表面濕度。長波福射(包括地球受熱后向外放射的箱射與大氣層向地球表面發出的逆福射,稱為地面箱射和大氣逆福射)計算理論。表面得到的凈長波福射可表示為
式中,S為表面長波發射率;a為斯蒂芬-玻爾茲曼常數,5.67xl〇-8W/(w2?於;);7;為地表溫度;7;;^為有效天空溫度。