各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系.doc

各种天气状况下太阳辐射照度太阳光照度关系 姚万祥，李峥嵘，李翠，艾正涛 同济大学机械工程学院，上海，20 摘要：以同济大学自建的小型气象台站2009-2011年气象数据，采用晴空指数太阳高度角太阳辐射照度晴空指数太阳高度角太阳辐射照度与太阳光照度之间关键词：太阳辐射照度；太阳光照度；晴空指数；太阳高度角 P422.1+2 Relationship Between Bolar Radiance And Solar Illuminance Under All Sky Types YAO Wanxiang, LI Zhengrong, LI Cui, AI Zhengtao (College of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai, 201804, China) Abstract: This article is based on the 2009-2011 measured meteorological data, which is recorded by small meteorological station set up in tongji university, and the effects clearness index and solar altitude on the relationship between solar radiance and illuminance are analysed. It is found that these effects are nonlinear on the whole interval, and there is slightly different in different intervals. Therefore, this paper uses piecewise linear fitting method. The clearness index and solar altitude angle are divided into 9 intervals, and linear fitting relationships between solar radiation and solar illuminance are established correspondingly. The measured data indicate that it has a higher accuracy, and it is suitable for areas which have similar latitude and weather condition as Shanghai. Key words: solar radiance; solar illuminance; clearness index; solar altitude 太阳辐射得热的控制对节能建筑的被动设计和分析举足轻重[1]，而自然采光是潜力很大的一种节能技术[2]。有效地控制太阳辐射得热和自然采光不仅可以减少照明能耗，而且可以减少建筑采暖空调能耗[3]。但是这项技术的成功应用需要根据当地的自然条件因地制宜，并以大量太阳辐射照度和太阳光照度数据为基础才能进行定量化分析与评价。由于记录逐时辐射数据的站点还比较少，一定程度上影响了太阳能技术应用的合理普及与推广，而太阳光照度测试相对比较简单，测试设备普及率高。因此，如何建立两者之间的关系即借助自然条件下照度的测试数据推算当地太阳辐射照度的大小对太阳能利用技术的应用具有非常重要的意义和价值。 国外学者在这方面的研究主要集中在不同天气状况下各垂直太阳辐射照度和太阳光照度之间的关系[45]。国内学者在该方面的研究包括两方面：人工光源辐射强度与光照度之间的关系[6]、太阳辐射照度和太阳光照度之间的关系。对于后者，毛军需[7]最早建立了根据太阳光照度观测值推算太阳辐射照度的线性关系式，张艳玲[8]针对南京（118°47E，32°57N）地区研究了太阳辐射照度和太阳光照度之间的关系，指出晴天、多云天、阴天状况下两者之间均存在线性关系，但其测试时间仅3，结论说服力不强。而鞠喜林[9]的研究认为太阳总辐射照度、散射辐射强度与太阳光照度存在着非线性关系，与以上结论相反。因此，复杂天气状况下两者之间的定量关系还需进一步研究。 本文以同济大学自建的个小型气象站（121°13E，31°17N）2009-2011年6月的实测气象数据为依据，尝试太阳辐射照度与太阳光照度的关系，。 根据文献[2, 3, 10-12]的研究结果，影响太阳辐射照度与太阳光照度之间关系的主要因素有晴空指数、太阳高度角、大气质量等。其中，大气质量