Общие сведения о солнце как источнике изучения и свойствах энергетического поля солнечной радиации. Центральное светило нашей планетной системы — Солнце — является самой близкой к нам звездой и как источник излучения представляет собой раскаленный газовый шар со средним видимым угловым диаметром, равным 31′59,3. Его излучательная способность характеризуется тремя звездными температурами: эффективной (энергетической) Тw=5784 К, цветовой температурой Тц=7140 К и температурой излучения ТЕ= =5036 К (численные значения Tw и ТЕ приведены соответственно для видимого Я=0,4—0,7 мкм и инфракрасного А=11,1 мкм излучения). Полный спектр электромагнитных излучений солнца очень широк. Для теплотехнических задач строительной гелиотехники применительно к объектам, расположенным на поверхности Земли (поверхность материков, океана), практический интерес представляет относительно небольшая часть солнечного спектра, а именно, селективные участки ультрафиолетового (УФ) спектра и видимый и ближний инфракрасный (ИК) диапазоны, в которых переносится до 99% солнечной энергии, проникающей сквозь толщу атмосферы. Диапазон электромагнитных излучений Солнца, реально воздействующих на орбитальные и инопланетные сооружения, лишенные благотворной защиты газовой атмосферы, более широк и охватывает, в частности, весь УФ-спектр, рентгеновские и излучения, представляющие реальную опасность для космонавтов и других представителей земной биосферы, особенно в период солнечных вспышек. Однако эти вопросы находятся на стыке гелиотехники и биологической защиты от излучений, рассматриваются в космической биологии и других смежных областях прикладной науки, т. е. выходят за рамки настоящей работы.
Выделим некоторые наиболее важные для гелиотехнических разработок свойства энергетического поля солнечной радиации, создаваемого в окрестностях строительных объектов как на поверхности планеты, так и в окружающем пространстве:
спектральный состав электромагнитных волн, соответствующий излучению высокотемпературного источника, основная энергия которого переносится в диапазоне от 0,3 до 3,0 мкм;
анизотропность поля излучения;
периодичность и изменчивость направления и энергетического уровня потоков радиации во времени и пространстве для большинства вращающихся объектов и систем, например системы «Земля — здание»;
взаимодействие с облучаемой конструкцией по поверхности облучения и в пределах глубины лучепрозрачного слоя;
способность поглощаться строительными материалами с выделением теплоты.
Именно эти свойства, как будет показано ниже, и определяют специфику гелиотехнического конструирования зданий и солнечных термостатирующих систем для них.
Дадим основные определения, необходимые для дальнейшего рассмотрения вопроса.
Радиация, поступающая к ограждениям облучаемого объекта в виде потока параллельных лучей, исходящих от диска солнца, называется прямой солнечной радиацией S. Часть радиации, рассеянная атмосферой, поступает к ограждениям зданий и сооружений в виде диффузных потоков от небесного свода и называется рассеянной солнечной радиацией D. Общее поступление на наружные ограждения прямой, рассеянной и отраженной от окружения (D) радиации в актинометрии называют суммарной радиацией
Q = (S4Z)+ D.
Часть радиации, взаимодействуя с ограждениями объекта и отражаясь в окружающее пространство, образует отраженную коротковолновую радиацию R. Остальная часть суммарной радиации образует поглощенную коротковолновую радиацию, пропорциональную коэффициенту поглощения р. Баланс коротковолновой радиации наружных ограждений может быть представлен в виде
BK = QR=Qp.
Отражательная способность ограждения характеризуется величиной интегрального альбедо поверхности А, %, определяемой отношением отраженной к поступающей суммарной радиации:
A=(R/Q)100t
а коэффициент поглощения коротковолновой радиации
Р =1 – Л/100.
Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
