АннотацияОб авторахСписок литературы
Разработана модель лучистого теплообмена ограждающих конструкций зданий с окружающей средой. Модель основана на расчете теплопоступлений на ограждающие конструкции от внешнего излучения и учитывает прямое и рассеянное солнечное облучение, а также лучистую теплоотдачу ограждающих конструкций окружающей среде. При моделировании рассеянного солнечного облучения учитываются рассеяние от поверхности грунта и других окружающих здание объектов и радиационный теплообмен ограждающих конструкций с облаками и ясным небом. Расчет лучистого теплообмена проводится для площадки (плоскости ограждающей конструкции), ориентированной под произвольным углом к горизонтальной плоскости и по сторонам света. Разработанная модель имеет обобщенный характер и применима к местности для любой широты на поверхности Земли. При применении модели на практике на основе зависимостей от времени интенсивности прямого солнечного излучения, определяемого облачностью, возможно получение непрерывных во времени данных по теплопоступлениям на ограждающие конструкции. Для этого могут быть использованы архивные статистические данные метеорологических станций или модельные метеорологические условия. Разработанная модель может быть использована при проведении расчетно-теоретических исследований теплозащитных характеристик различных ограждающих конструкций, а также исследований по влиянию нестационарных внешних тепловых воздействий на тепловой микроклимат помещений и требований к системам отопления и кондиционирования помещений.
А.Ю. ОКУНЕВ1,2, канд. физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Е.В. ЛЕВИН1, канд. физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Е.В. ЛЕВИН1, канд. физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
1 Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
2 Государственный университет по землеустройству (105064, Москва, ул. Казакова, 15)
1. Аренс Э., Хайнзерлинг Д., Пальяга Г. Влияние теплопоступлений от солнечной радиации на тепловой комфорт в помещении // Энергосбережение. 2019. № 5. С. 54–61.
1. Arens E., Heinzerling D., Palyaga G. Influence of heat input from solar radiation on thermal comfort in a room. Energosberezheniye. 2019. No. 5, pp. 54–61. (In Russian).
2. Hodder S., Parsons K. The effects of solar radiation on thermal comfort. International Journal of Biometeorology. 2007. Vol. 51. Iss. 3, pp. 233–250 DOI: 10.1007/s00484-006-0050-y
3. Середа С.Н. Влияние инсоляции на микроклимат помещения // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 5 (107). Ч. 1. С. 93–98.
3. Sereda S.N. The influence of insolation on the microclimate of the premises. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal. 2021. No. 5 (107). Part 1, pp. 93–98. (In Russian).
4. Сотников А.Г. Математический и стереографический анализ интенсивности солнечной радиации и затенения светопроемов для расчета СКВ зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 4. С. 21–30.
4. Sotnikov A.G. Mathematical and stereographic analysis of the intensity of solar radiation and shading of light openings for the calculation of the SLE of buildings. Inzhenerno-stroitel’ny zhurnal. 2010. No. 4, pp. 21–30. (In Russian).
5. Hodder S., Parsons K. The effects of solar radiation and black body re-radiation on thermal comfort. Ergonomics. 2008. Vol. 51 (4), pp.476–491. DOI: 10.1080/00140130701710986
6. Recep Yumrutas, Mazhar Ünsal, Mehmet Kanoğlu. Periodic solution of transient heat flow through multilayer walls and flat roofs by complex finite Fourier transform technique. Building and Environment. 2005. Vol. 40. Iss. 8, pp. 1117–1125. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.09.005
7. Mohamed F. Zedan and Abdulaziz M. Mujahid. An efficient solution for heat transfer in composite walls with periodic ambient temperature and solar radiation. International journal of ambient energy. 2011. Vol. 14, pp. 83–98. DOI:10.1080/01430750.1993.9675599
8. Коркина Е.В., Горбаренко Е.В., Пастушков П.П., Тюленев М.Д. Исследование температуры нагрева поверхности фасада от солнечной радиации при различных условиях облучения // Жилищное строительство. 2020. № 7. С. 19–25. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-7-19-25
8. Korkina E.V., Gorbarenko E.V., Pastushkov P.P., Tyulenev M.D. Investigation of the heating temperature of the facade surface from solar radiation under various irradiation conditions. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2020. No. 7, pp. 19–25. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-7-19-25
9. Spitler J.D., McQuiston F.C., Lindsey K. The CLTD/SCL/CLF cooling load calculation method. ASHRAE Transactions. 1993. 99(1). pp. 183–192.
10. Коркина Е.В., Войтович Е.В., Плющенко Н.Ю., Столяров М.Д Теплопоступления на фасад здания в застройке при учете теплообмена излучением // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2019. № 9. С. 46–53.
10. Korkina Ye.V., Voytovich Ye.V., Plushenko N.Yu, Stolyarov M.D. Heat gains on the facade of a building in a building when accounting for heat transfer by radiation. Vestnik BSTU named after V.G. Shukhov. 2019. No. 9, pp. 46–53. (In Russian).
11. Yin Zhang, Enshen Long, Yanru Li, Pan Li. Solar radiation reflective coating material on building envelopes: Heat transfer analysis and cooling energy saving. Energy Exploration & Exploitation. 2017. Vol. 35. Iss.6. https://doi.org/10.1177/0144598717716285
12. Synnefa A., Santamouris M., Apostolakis K. On the development, optical properties and thermal performance of cool colored coatings for the urban environment. Solar Energy. 2007. Vol. 81. No. 4, pp. 488–497. https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.08.005
13. Kazutaka Isoda, Kohki Nagata, Mizue Ebisawa, Yukitoshi Otani Angle-selective reflection surface for energy efficiency. Proceedings Photonics for Solar Energy Systems VII. Strasbourg, France. 2018. Vol. 10688. 1068818. https://doi.org/10.1117/12.2307307
14. Karolis Banionis, Vytautas Stankevičius, Edmundas Monstvilas. Heat exchange in the surface of lightweight steel roof coatings. Journal of Civil Engineering and Management. 2011. Vol. 17(1), pp. 88–97 https://doi.org/10.3846/13923730.2011.556180
15. Shikha Ebrahim, Adel Alshayji. Redusing solar heat gain from included buildings’ roof by using radiant barrier system. Comsol Conference. Rotterdam. 2013. https://www.comsol.ru/paper/download/181725/ebrahim_paper.pdf
16. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный режим наклонных поверхностей. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 170 с.
16. Kondrat’yev K.YA., Pivovarova Z.I., Fedorova M.P. Radiatsionnyy rezhim naklonnykh poverkhnostey [Radiation regime of inclined surfaces]. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1978. 170 p.
17. Коркина Е.В., Горбаренко Е.В., Гагарин В.Г., Шмаров И.А. Основные соотношения для расчета облучения солнечной радиацией стен отдельно стоящих зданий // Жилищное строительство. 2017. № 6. С. 27–33.
17. Korkina E.V., Gorbarenko E.V., Gagarin V.G., Shmarov I.A. Basic relationships for calculation of solar radiation expousure of walls of separate buildings. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2017. No. 6, pp. 27–33. (In Russian).
18. Коркина Е.В. Графический метод расчета поступающей на фасад прямой солнечной радиации при наличии противостоящего здания // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 2. С. 237–249.DOI: 10.22227/1997-0935.2019.2.237-249
18. Korkina E.V. Graphic method for calculating direct solar radiation entering the facade in the presence of an opposing building. Vestnik of MSTU. 2019. Vol. 14. Issue. 2, pp. 237–249. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2019.2.237-249
19. Esquivias P.M., Moreno D., Navarro J. Solar radiation entering through openings: Coupled assessment of luminous and thermal aspects. Energy and Buildings. 2018. Vol. 175. pp. 208–218. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.021
20. Kontoleon K.J. Energy saving assessment in buildings with varying façade orientations and types of glazing systems when exposed to sun. International Journal of Performability Engineering. 2013. Vol. 9. No 1, pp. 33–48.
21. Levinson R. Using solar availability factors to adjust cool-wall energy savings for shading and reflection by neighboring buildings. Solar Energy. 2019. Vol. 180, pp. 717–734. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.023
1. Arens E., Heinzerling D., Palyaga G. Influence of heat input from solar radiation on thermal comfort in a room. Energosberezheniye. 2019. No. 5, pp. 54–61. (In Russian).
2. Hodder S., Parsons K. The effects of solar radiation on thermal comfort. International Journal of Biometeorology. 2007. Vol. 51. Iss. 3, pp. 233–250 DOI: 10.1007/s00484-006-0050-y
3. Середа С.Н. Влияние инсоляции на микроклимат помещения // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 5 (107). Ч. 1. С. 93–98.
3. Sereda S.N. The influence of insolation on the microclimate of the premises. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal. 2021. No. 5 (107). Part 1, pp. 93–98. (In Russian).
4. Сотников А.Г. Математический и стереографический анализ интенсивности солнечной радиации и затенения светопроемов для расчета СКВ зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 4. С. 21–30.
4. Sotnikov A.G. Mathematical and stereographic analysis of the intensity of solar radiation and shading of light openings for the calculation of the SLE of buildings. Inzhenerno-stroitel’ny zhurnal. 2010. No. 4, pp. 21–30. (In Russian).
5. Hodder S., Parsons K. The effects of solar radiation and black body re-radiation on thermal comfort. Ergonomics. 2008. Vol. 51 (4), pp.476–491. DOI: 10.1080/00140130701710986
6. Recep Yumrutas, Mazhar Ünsal, Mehmet Kanoğlu. Periodic solution of transient heat flow through multilayer walls and flat roofs by complex finite Fourier transform technique. Building and Environment. 2005. Vol. 40. Iss. 8, pp. 1117–1125. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.09.005
7. Mohamed F. Zedan and Abdulaziz M. Mujahid. An efficient solution for heat transfer in composite walls with periodic ambient temperature and solar radiation. International journal of ambient energy. 2011. Vol. 14, pp. 83–98. DOI:10.1080/01430750.1993.9675599
8. Коркина Е.В., Горбаренко Е.В., Пастушков П.П., Тюленев М.Д. Исследование температуры нагрева поверхности фасада от солнечной радиации при различных условиях облучения // Жилищное строительство. 2020. № 7. С. 19–25. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-7-19-25
8. Korkina E.V., Gorbarenko E.V., Pastushkov P.P., Tyulenev M.D. Investigation of the heating temperature of the facade surface from solar radiation under various irradiation conditions. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2020. No. 7, pp. 19–25. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-7-19-25
9. Spitler J.D., McQuiston F.C., Lindsey K. The CLTD/SCL/CLF cooling load calculation method. ASHRAE Transactions. 1993. 99(1). pp. 183–192.
10. Коркина Е.В., Войтович Е.В., Плющенко Н.Ю., Столяров М.Д Теплопоступления на фасад здания в застройке при учете теплообмена излучением // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2019. № 9. С. 46–53.
10. Korkina Ye.V., Voytovich Ye.V., Plushenko N.Yu, Stolyarov M.D. Heat gains on the facade of a building in a building when accounting for heat transfer by radiation. Vestnik BSTU named after V.G. Shukhov. 2019. No. 9, pp. 46–53. (In Russian).
11. Yin Zhang, Enshen Long, Yanru Li, Pan Li. Solar radiation reflective coating material on building envelopes: Heat transfer analysis and cooling energy saving. Energy Exploration & Exploitation. 2017. Vol. 35. Iss.6. https://doi.org/10.1177/0144598717716285
12. Synnefa A., Santamouris M., Apostolakis K. On the development, optical properties and thermal performance of cool colored coatings for the urban environment. Solar Energy. 2007. Vol. 81. No. 4, pp. 488–497. https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.08.005
13. Kazutaka Isoda, Kohki Nagata, Mizue Ebisawa, Yukitoshi Otani Angle-selective reflection surface for energy efficiency. Proceedings Photonics for Solar Energy Systems VII. Strasbourg, France. 2018. Vol. 10688. 1068818. https://doi.org/10.1117/12.2307307
14. Karolis Banionis, Vytautas Stankevičius, Edmundas Monstvilas. Heat exchange in the surface of lightweight steel roof coatings. Journal of Civil Engineering and Management. 2011. Vol. 17(1), pp. 88–97 https://doi.org/10.3846/13923730.2011.556180
15. Shikha Ebrahim, Adel Alshayji. Redusing solar heat gain from included buildings’ roof by using radiant barrier system. Comsol Conference. Rotterdam. 2013. https://www.comsol.ru/paper/download/181725/ebrahim_paper.pdf
16. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный режим наклонных поверхностей. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 170 с.
16. Kondrat’yev K.YA., Pivovarova Z.I., Fedorova M.P. Radiatsionnyy rezhim naklonnykh poverkhnostey [Radiation regime of inclined surfaces]. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1978. 170 p.
17. Коркина Е.В., Горбаренко Е.В., Гагарин В.Г., Шмаров И.А. Основные соотношения для расчета облучения солнечной радиацией стен отдельно стоящих зданий // Жилищное строительство. 2017. № 6. С. 27–33.
17. Korkina E.V., Gorbarenko E.V., Gagarin V.G., Shmarov I.A. Basic relationships for calculation of solar radiation expousure of walls of separate buildings. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2017. No. 6, pp. 27–33. (In Russian).
18. Коркина Е.В. Графический метод расчета поступающей на фасад прямой солнечной радиации при наличии противостоящего здания // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 2. С. 237–249.DOI: 10.22227/1997-0935.2019.2.237-249
18. Korkina E.V. Graphic method for calculating direct solar radiation entering the facade in the presence of an opposing building. Vestnik of MSTU. 2019. Vol. 14. Issue. 2, pp. 237–249. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2019.2.237-249
19. Esquivias P.M., Moreno D., Navarro J. Solar radiation entering through openings: Coupled assessment of luminous and thermal aspects. Energy and Buildings. 2018. Vol. 175. pp. 208–218. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.021
20. Kontoleon K.J. Energy saving assessment in buildings with varying façade orientations and types of glazing systems when exposed to sun. International Journal of Performability Engineering. 2013. Vol. 9. No 1, pp. 33–48.
21. Levinson R. Using solar availability factors to adjust cool-wall energy savings for shading and reflection by neighboring buildings. Solar Energy. 2019. Vol. 180, pp. 717–734. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.023
Для цитирования: Окунев А.Ю., Левин Е.В. Лучистый теплообмен ограждающих конструкций зданий с окружающей средой // Жилищное строительство. 2023. № 6. С. 43–51.DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-6-43-51