Napromieniowanie różnie usytuowanych powierzchni

Część 6

Analiza warunków dostępności promieniowania słonecznego docierającego do dowolnie zorientowanej i pochylonej powierzchni została przeprowadzona przy wykorzystaniu symulacji komputerowej. Podstawowymi danymi wejściowymi wykorzystywanymi do obliczania wartości napromieniowania dla różnie usytuowanych powierzchni są uśrednione gęstości sum godzinnych promieniowania całkowitego i rozproszonego w uśrednionych dniach poszczególnych miesięcy roku, otrzymane według
metodyki uśredniania opisanej w poprzednim punkcie tego rozdziału. Do obliczeń wykorzystano dwa modele promieniowania słonecznego: izotropowy Liu-Jordana i anizotropowy HDKR.

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń i analizy otrzymanych wyników stwierdzono, że w zależności od celu i przedmiotu badań z zakresu energetyki słonecznej budynku wymagane są dane wyjściowe napromieniowania w różnej postaci opisanej poniżej.

W szczegółowych badaniach oddziaływania promieniowania słonecznego na budynek, prowadzonych przy wykorzystaniu symulacji komputerowej, dane powinny być w postaci gęstości sum godzinnych promieniowania słonecznego półsferycznego, z uwzględnieniem poszczególnych jego składowych, tj. promieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego, w uśrednionych dniach kolejnych miesięcy roku. Rozważaniom należy poddawać cały rok, a nie tylko sezon grzewczy, znajomość warunków nasłonecznienia we wszystkich porach roku jest istotna dla właściwego zaprojektowania obudowy i ustroju budynku.
W pracach projektowych bryły budynku pod kątem zastosowania odpowiednich elementów zacieniających: okapów, występów, wykuszy, loggii i balkonów; lokalizacji pomieszczeń o różnych funkcjach; usytuowania budynku względem otoczenia zewnętrznego, z uwzględnieniem projektu zieleni, celowe jest wykorzystywanie, wspólnie z diagramami drogi Słońca, danych w postaci gęstości sum godzinnych promieniowania słonecznego półsferycznego, z uwzględnieniem poszczególnych jego składowych, w uśrednionych dniach kolejnych miesięcy roku (podobnie jak powyżej).
Przy tworzeniu ogólnej koncepcji bryły budynku i jego elementów, w tym określaniu usytuowania i kształtu budynku, lokalizacji poszczególnych przegród zewnętrznych, w tym okien, a także w celu określenia celowości zastosowania danego rozwiązania pasywnego, dane mogą być w postaci gęstości sum dziennych (miesięcznych) promieniowania słonecznego półsferycznego, z uwzględnieniem poszczególnych jego składowych, w uśrednionych kolejnych miesiącach reprezentatywnego roku.
W rozważaniach koncepcyjnych sezonowo wykorzystywanych obiektów budowlanych, dane mogą być w postaci gęstości sum sezonowych promieniowania słonecznego półsferycznego, z uwzględnieniem poszczególnych jego składowych, dla wybranego przedziału czasu w skali reprezentatywnego roku.

Przeprowadzono obliczenia napromieniowania dla pełnej zmienności kąta pochylenia i kąta azymutalnego (z dokładnością co 1stopień). Otrzymane wyniki obliczeń odnoszą się do dowolnej płaszczyzny, na którą pada promieniowanie słoneczne. Płaszczyzną taką może być płaska powierzchnia struktury zewnętrznej budynku, np. ściana zewnętrzna, okno, dach, lub powierzchnia elementu instalacyjnego specjalnie zaprojektowanego do odbioru energii promieniowania słonecznego. Analizując dostępność promieniowania słonecznego dla różnie usytuowanych powierzchni obudowy budynku rozważono:

zmiany uśrednionego napromieniowania półsferycznego dziennego, miesięcznego, sezonowego i rocznego w funkcji: kątów azymutalnych, kątów pochylenia w kolejnych miesiącach uśrednionego reprezentatywnego roku, lub w funkcji czasu odpowiadającego kolejnym miesiącom uśrednionego roku;
zmiany uśrednionego napromieniowania z uwzględnieniem poszczególnych jego składowych w postaci sum godzinnych i dziennych dla powierzchni o różnych wybranych kątach pochylenia i kątach azymutalnych, w wybranych miesiącach uśrednionego reprezentatywnego roku;
zmiany uśrednionego dziennego napromieniowania półsferycznego w postaci izorad w funkcji: kątów azymutalnych i kątów pochylenia w kolejnych miesiącach uśrednionego reprezentatywnego roku.

Ciekawą formą graficzną interpretacji danych napromieniowania jest pokazywanie ich w postaci izorad -izolinii sum promieniowania słonecznego, tj. krzywych naniesionych na mapę, wskazujących miejsca o takim samym napromieniowaniu w danym przedziale czasu. Korzystanie z danych napromieniowania w postaci warstwicowej umożliwia odczyt napromieniowania dowolnie usytuowanej powierzchni w określonym czasie, pozwalając na dopasowywanie usytuowania tej powierzchni do funkcji jaką ma spełniać. Izorady spotykane w literaturze, z reguły dotyczą danych pomiarowych, rzadko są wynikiem obróbki numerycznej danych obliczeniowych napromieniowania, wynika to z konieczności stosowania indywidualnej metody grupowania danych obliczeniowych (dla poszczególnych zbiorów danych napromieniowania i dla zadanego stopnia szczegółowości analizy).

Na podstawie otrzymanych wyników obliczeń symulacyjnych dokonano porównania danych otrzymanych z obu modeli promieniowania słonecznego, izotropowego i anizotropowego, co przedstawiono w następnym punkcie tego rozdziału. Z kolei w punkcie 2.5 sformułowano zalecenia odnośnie kształtowania obudowy budynku w odniesieniu do warunków dostępności promieniowania słonecznego.

Komentarze (0) >>

Write comment