[发明专利]一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法

权利要求书

1.一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）确定具体时刻：北半球建筑选取了6月15日——9月15日三个月时间为计算时段，南半球建筑则选取12月15日——3月15日为计算时段，每隔1~5天计算一次；

（2）确定圆柱形幕墙建筑的幕墙参数（方位角γ、半径R和反射率R_f）；

（3）确定待定物体或人体的吸收率ρ；

（4）利用步骤1、2和3所确定的具体时刻、幕墙参数（方位角γ、半径R和反射率R_f）和待测物体或人体的吸收率ρ计算中间变量：太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角A、太阳入射角θ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距c、弧长L；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度I_D 和I_P；聚焦线上的直射辐射强度I_F；进而计算出聚焦温度T_ω和聚焦范围                                                ；（5）对步骤4得到的聚焦温度T_ω和聚焦范围进行统计，得到圆柱形幕墙建筑在计算时段内的最高聚焦温度T_ω和聚焦范围分布，从而确定圆柱形幕墙建筑对其阳光聚焦方向的建筑或人体的聚光安全性影响；当且仅当待测物体或人体处在聚焦范围内且圆柱形幕墙建筑的最高聚焦温度T_ω已超过待测物体或人体的所能承受的最高温度，表明该建筑对待测物体或人体存在阳光聚焦安全隐患。

2.根据权利要求1所述圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，其特征在于，所述步骤4包括以下子步骤：

（4.1）得到太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角A：

；

；

；

；

其中，n为一年之中第n天；太阳时间=标准时间+时差+4×（标准时间的经度-当地实际经度）；太阳时间的单位是分钟；为当地纬度；

（4.2）获得太阳入射角θ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距c、弧长L；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度I_D和I_P；聚焦线上的直射辐射强度I_F：

；

；

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；

 ；

其中，ξ为大楼圆柱形玻璃幕墙的倾角，故一般ξ=90o，γ为大楼圆柱形玻璃幕墙的方位角（以正南方向为0，向东为负），其上限为γ₂，下限为γ₁；，b=R，R为圆柱形幕墙的半径，α为太阳高度角，e为离心率，即e=c/a，t为积分变量；I₀为穿过大气层到达地面的直接太阳辐射，取太阳常数为1.94Cal/(cm²·min)，大气透过率为70%，则I₀的值为1.94×70%；S为聚焦线的长度，；

（4.3）最终得到聚焦温度T_ω和聚焦范围：

，；

上式中，Te为大气温度，℃；ρ为吸收表面的吸收率；为经验数据；h_ω为对流换热系数，KCal/（m²?h?℃）；，V为空气流动速度，m/s； R_f为圆柱形玻璃幕墙的反射率，L为玻璃幕墙与太阳入射光相交部分椭圆的弧长；从而计算得到聚焦温度T_ω和聚焦范围。