Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Моделирование энергосберегающих условий, связанных с системой напольного отопления 9
1.1. Особенности теплового режима помещения, оборудованного системой напольного отопления 9
1.2. Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности простых строительных конструкций 15
1.2.1.Постановка задачи 15
1.2.2.Численный алгоритм 18
1.2.3. Результаты расчета и сравнение с данными эксперимента 20
1.3. Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности многослойных строительных конструкций 27
1.3.1. Постановка задачи 27
1.3.2. Численный алгоритм 29
1.3.3. Результаты расчета 33
ГЛАВА II Моделирование энергосберегающих условий, связанных с учетом солнечной радиации 38
2.1. Состояние вопроса 38
2.2. Моделирование падающей солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту 51
ГЛАВА III Программный комплекс для расчета солнечной радиации и результаты вычисления 60
3.1. Описание программного комплекса 60
3.2. Результаты расчета и сравнение с экспериментальными данными 66
3.3 Влияния атмосферного аэрозоля на количество солнечной радиации, приходящей к земной поверхности и к стенам здания 76
Заключение 93
Список литературы 94
- Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности простых строительных конструкций
- Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности многослойных строительных конструкций
- Моделирование падающей солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту
- Результаты расчета и сравнение с экспериментальными данными
Введение к работе
Актуальность темы. Тепловым режимом здания называется совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помещениях. К этим факторам относятся воздействие наружной среды, влияние технологического процесса в помещении, систем отопления-охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Необходимость учитывать большое количество параметров делает задачу математического моделирования теплового режима здания достаточно сложной. В диссертационной работе рассматриваются некоторые стороны этой многогранной задачи.
В нашей стране энергопотребление существующих жилых и общественных зданий примерно в три раза превышает энергопотребление в технически развитых странах со сходными природно-климатическими условиями. Это обстоятельство показывает, что задача экономии энергоресурсов является весьма актуальной. К тому же традиционные источники энергии находятся на грани исчерпания, а новые - еще не достаточно развиты, в этой ситуации актуальность рассмотренной темы приобретает особое значение.
Цель работы. Целью диссертационной работы является построение математических моделей, использование которых позволяет проанализировать некоторые подходы, приводящие к снижению энергопотребления зданий.
Задачи работы. Одна из сторон задачи экономии энергоресурсов -экономия тепла при отоплении помещений. К экономичным системам относят низкотемпературные системы панельно-лучистого отопления, с расположенными в конструкции пола нагревательными элементами ("теплый пол"). Особенность помещений, обслуживаемых такими системами, заключается в наличие большой нагретой поверхности пола, которая служит причиной усиления лучистого и конвективного теплообмена и повышения температуры внутренней поверхности внешней стены. Для уменьшения потока лучистого тепла, падающего изнутри на внешнюю стену, и уменьшения конвективного теплообмена, а, следовательно, для уменьшения теплопотерь, необходимо предусмотреть возможность экранирования наружных конструкций. Один из простейших способов такого экранирования заключается в том, что между излучателем и наружной стеной устанавливаются специальные перегородки. В качестве экрана возможно использование временно устанавливаемых жалюзи, портьер, ширм и т.п. Проведенные наблюдения подтверждают, что использование перегородок уменьшает на 10% поток тепла через наружное ограждение.
Другая сторона задачи экономии энергоресурсов - учет метеорологических факторов. В условиях постепенного истощения дешевых запасов ископаемого органического топлива и все большего антропогенного
загрязнения окружающей среды использование солнечной энергии приобретают все большую значимость. Корректный учет солнечной радиации при выборе теплотехнических параметров отопительной системы и при определении характеристик отопительного периода может обеспечить не только комфортные условия, но и дать существенный экономический эффект. Таким образом, рассмотрены следующие задачи:
Построение математической модели процесса передачи тепла через наружные ограждения в помещениях, оборудованных низкотемпературной системой панельно-лучистого отопления (НСПЛО) в условиях их периодического экранирования, с учетом специфики граничных условий, возникающих при этом;
Моделирование нагревания наружных ограждений коротковолновой радиацией и оценка соответствующего потока тепла;
Создание программного комплекса, позволяющего проводить расчеты потока солнечной радиации, падающего на наклонную произвольно ориентированную поверхность в условиях замутненной облачной атмосферы.
Методы исследования.
Исследования базируются на физико-математическом моделировании:
процесса передачи тепла через ограждающие конструкции помещений, оборудованных НСПЛО, при периодической установке теплоизоляционного защитного экрана и решение соответствующих уравнений теплопроводности с переменными граничными условиями;
нагрева ограждающих конструкций прямой и диффузной солнечной радиацией.
Научная новизна.
Разработаны алгоритмы и комплекс программ по расчету теплового поля внутри ограждающих конструкций помещения с низкотемпературной системой панельно-лучистого отопления в условиях их периодического экранирования;
Обоснована эффективность установки экрана для защиты ограждающих конструкций в помещениях, отапливаемых НСПЛО;
Разработан алгоритм и комплекс программ для расчета солнечной
радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным
углом наклона к горизонту, в многокомпонентной замутненной облачной
атмосфере, позволяющие учитывать последствия антропогенного и
техногенного её загрязнения;
Практическая ценность. Построенные модели, алгоритмы и программы, реализующие их, могут использоваться для различного рода теплотехнических расчетов зданий, для оценки инсоляции поверхностей солнечных коллекторов, а также в учебном процессе.
Достоверность полученных в работе результатов подтверждена сопоставлением данных расчетов с экспериментальными данными.
Положения, выносимые на защиту.
Модели расчета температуры внутри однослойной и трехслойной наружных конструкций при их экранировании изнутри помещений, оборудованных НСПЛО.
Программный комплекс, в основе которого лежит модель расчета прихода солнечной радиации к наклонной произвольно ориентированной поверхности в условиях замутненной облачной атмосферы.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 57-60-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (2000-2003 г.г.); на 54-56 и 61-й научно-технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов СПбГАСУ (2000, 2001, 2003, 2008 г.г.); на Международной научно-методической конференции «Математика в ВУЗе», Псков, сентябрь 2001г.; на VIII Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2001 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2001г.; на IV Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов», Ульяновск, 2001г.; на Международной конференции « Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Уде, Байкал, 2002г.; на IX Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2002 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе опубликованы две статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для печати диссертационных материалов, из них одна по специальности физика, другая - по рассматриваемой специальности.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований. Работа изложена на 103 страницах, включая 64 рисунка и 2 таблицы.
Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности простых строительных конструкций
Микроклимат помещения характеризуется температурами воздуха и поверхностей, обращенных в помещение, влажностью воздуха и скоростью его движения [21]. К параметрам микроклимата также относят результирующую и радиационную температуры помещения. Под радиационной температурой понимают осредненную по площади температуру внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов. Результирующая температура помещения — комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения. Значение параметров микроклимата следует выбирать в зависимости от назначения помещения, категории работ и периода года, исходя из требований комфорта для людей, находящихся внутри, и штатного протекания технологического процесса.
Поддержание параметров микроклимата на соответствующем уровне в холодный период (период года, характеризующийся среднесуточной температурой наружного воздуха равной 8 С и ниже) обеспечивает система отопления. По способу теплоотдачи различают конвективные и лучистые (радиационные) системы отопления. Однако в чистом виде такие системы практически не встречаются, так как в каждом случае имеют место оба способа теплоотдачи.
К конвективному относят отопление, при котором температура воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура. В этом случае наиболее распространенными нагревательными приборами являются радиаторы и конвекторы разных конструкций.
Лучистым считают отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. К лучистому отоплению относятся инфракрасное отопление и отопление, осуществляемое с помощью встроенных панелей с нагревательными элементами в виде труб или электрических кабелей. Различают панели следующих типов: стеновые, потолочные, напольные, подоконные, плинтусные. Чем ниже встроена нагревательная панель, тем лучше конвективный нагрев помещения. Максимальной эффективностью характеризуются тепловые панели, встроенные в пол.
Еще за 100 лет до нашей эры корейцы использовали дым очага как средство обогрева каменного пола [95]. Дым от кухонного огня отводился под массивным каменным полом к противоположной стене, а затем поднимался вверх по внутренней полости стены, игравшей роль дымовой трубы. Таким образом, массив пола служил аккумулятором теплоты. Примерно в это же время римляне пользовались аналогичным типом отопления.
В нашей стране использовать излучение нагретых поверхностей для отопления помещений начал военный инженер М.Фролов, по проекту которого в 1874г. была сооружена система отопления жилых помещений крепостных сооружений [22]. В 90-х годах XIX века было устроено центральное панельное отопление с температурой поверхности панели в 60 в Кронштадском госпитале, а затем в морской казарме на Охте и в Крюковской казарме. Большим вкладом в дело развития панельного отопления явилась разработанная и предложенная в 1905г. инженером В.А. Яхимовичем система отопления, состоящая из стальных труб, встроенных в бетон. В России было построено несколько десятков зданий с такой системой отопления. В США напольное отопление впервые применил архитектор F. L. Wright в 1930-х годах. Теплоносителем была горячая вода, пропускаемая по стальным трубам. В течение 1950-60 годов установки напольного отопления со стальными или медными трубами появились в Западной Европе. К сожалению, в то время теплоизоляция зданий была несовершенной, поэтому для обогрева требовалась чересчур высокая температура пола, что привело к дискредитации этих систем. К концу 1970-х годов по мере усовершенствования теплозащиты зданий напольное отопление получает все более широкое распространение, в частности, в Германии, Швейцарии, Австрии, скандинавских странах и в СССР. Теплофизическис и гигиенические исследования, проведенные в то время [6, 20, 46, 53, 56, 63] показали, что тепловая обстановка в помещении, создаваемая панельно-лучистыми системами отопления, характеризуется высокими комфортными качествами.
Применение пластмассовых, в основном полиэтиленовых труб, срок службы которых при температуре теплоносителя 50С не менее 50 лет, открыло новую страницу в истории напольного отопления.
В последнее время все более популярными становятся системы напольного отопления с полиэтиленовыми трубами в бетонной конструкции пола (низкотемпературные системы панельно-лучистого отопления — НСПЛО). Такие системы отопления обладают рядом преимуществ. Нагретая поверхность пола создаёт в помещении повышенную радиационную температуру, которая превышает температуру внутреннего воздуха. Это происходит за счет повышения температуры внутренних поверхностей ограждения. Таким образом, тепловой комфорт в помещениях с НСПЛО может обеспечиваться при более низкой температуре внутреннего воздуха, чем при традиционных конвективных системах отопления (на 2-3С). В результате снижения температуры воздуха уменьшаются потери тепла из-за вентиляции [95]. В помещениях с большими объемами вентиляции, например в производственных зданиях, ангарах, это окажет значительное влияние на уменьшение энергозатрат.
Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности многослойных строительных конструкций
В последнее время появилось множество работ по исследованию прихода солнечной радиации, связанных с освоением экологически чистых возобновляемых источников энергии. В условиях постепенного истощения дешевых запасов ископаемого органического топлива и все большего антропогенного загрязнения окружающей среды исследования в области использования солнечной энергии приобретают все большую актуальность.
Фотоэлектрический метод преобразования солнечной энергии до сих пор не получил широкого использования из-за достаточно высокой стоимости солнечных батарей (3-4 $ за 1 Ватт пиковой установленной мощности), хотя технические усовершенствования в этой области привели к снижению удельных капиталовложений на 1 кВт мощности оборудования станции и на вырабатываемую энергию. За последние 20 лет эффективность полупроводниковых элементов выросла в среднем в 5 раз. Современные фотоэлементы хорошо "усваивают" даже рассеянную радиацию, поэтому нет необходимости в поступлении прямого солнечного света.
Более распространенными являются системы отопления и горячего водоснабжения с использованием солнечных коллекторов. В бывшем СССР вопросам развития гелиотехники уделялось определенное внимание, несмотря на явно заниженные цены на традиционные энергоресурсы. Но основные работы и исследования проводились для южных республик, где наиболее благоприятные климатические условия для использования солнечной энергии. Сегодня в России существует достаточно развитая научно-техническая база, в том числе научно-производственные фирмы и объединения, готовые к массовому выпуску высокотехнологической продукции, необходимой для развития солнечной энергетики. Существует и потенциальный потребитель - сельскохозяйственные, удаленные от центральных сетей, труднодоступные регионы, районы с напряженной экологической обстановкой и др. Поэтому необходимы данные о приходе солнечной радиации на различно ориентированные поверхности для оценки эффективности работы гелиоустановки, определения ее оптимального угла наклона и ориентации.
Лабораторией возобновляемых источников энергии МГУ им. М.В.Ломоносова и лабораторией возобновляемых источников энергии и энергосбережения Объединенного института высоких температур РАН совместно была выполнена работа по ранжированию территории России на приоритетные для использования солнечной энергии зоны [36]. Сегодня в России действует 129 актинометрических станций, причем среднее расстояние между ними 500-1000 км, а это приводит к ошибкам в определении потенциальной доступности солнечной энергии. Недостаточность данных о солнечной радиации авторы предлагают компенсировать использованием международных баз данных, например NASA SEE (США) [96], созданной на основе многолетних измерений радиационного баланса поверхности земного шара с помощью спутников и модельных расчетов. База данных NASA SEE основана на 10-летних (июль 1983г. — июнь 1993г.) рядах спутниковых измерений радиационного баланса земной поверхности. Значения месячных сумм солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, рассчитывались по результатам измерений с использованием различных моделей распространения солнечного излучения в атмосфере. Учитывались особенности различных климатических зон земного шара, состояние облачности, загрязнение атмосферы аэрозолями. Отработка и апробация методики пересчета осуществлялась с привлечением данных наземных измерений, выполненных для того же временного диапазона, в том числе, для нескольких российских метеостанций.
Сравнение данных NASA и наземных измерений 50 актинометрических станций России, а также сравнение данных NASA и актинометрических наблюдений метеообсерватории МГУ им. М.В.Ломоносова показали, что относительные отклонения данных NASA от результатов наземных измерений по средним суммам солнечной радиации для большинства "солнечных" месяцев и регионов России не превышает 10-15%, что позволяет рекомендовать их для инженерных расчетов эффективности использования солнечных установок. Построены карты среднедневной суммы суммарной солнечной радиации, приходящей на различным образом ориентированные поверхности и для различных периодов года, а также карты падающей солнечной радиации на оптимально ориентированные поверхности, т.е. поверхности на которые приходит максимальный поток. Анализ полученного картографического материала показал, что на территории России имеют место регионы с высокими значениями солнечной радиации, часто вне прямой зависимости от широты.
Моделирование падающей солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту
К аэрозолям относят взвешенные в воздухе твердые частицы неорганического и органического происхождения, т.е. частицы пыли, дымов и т.п., а также частицы жидкости (тумана). Аэрозольные частицы по массе представляют собой ничтожную долю атмосферы [30]. В сильно запыленном воздухе доля аэрозольных частиц не превышает 10"6 воздушной массы, в которой они содержатся, а в обычных условиях эта величина не превышает 10"9. Несмотря на это роль аэрозолей в атмосферных процессах очень важна, так как они играют важную роль в формировании климата Земли. Количество приходящей солнечной радиации зависит от состава атмосферы и, естественно, от наличия аэрозолей, которые поглощают и рассеивают коротковолновую солнечную радиацию, уменьшая таким образом величину потока, приходящего к земной поверхности.
Основным источником аэрозолей являются поверхности сущи, морей и океанов, метеоритные потоки, лесные пожары, хозяйственная деятельность человека. Наиболее мощный источник — это почвы, включая поверхности степей, пустыней и гор. Почва дает около 50% от массы всех аэрозольных частиц в атмосфере. Второй мощный источник - морская поверхность, дающая около 20% от массы аэрозольных частиц. Мощным источником являются вулканы, выбрасывающие в атмосферу колоссальное количество дыма и вулканического пепла. Эти частицы вместе с газами вулканического происхождения поднимаются на высоту более 20 км, причем самые мелкие частицы могут существовать в стратосфере на протяжении нескольких лет. Количество пылевой материи внеземного происхождения (метеориты, космическая пыль) сравнительнот невелико (10% от общего содержания аэрозольных частиц в нижней стратосфере). Весьма существенным источником аэрозолей являются продукты лесных пожаров, сажа и пепел, которые могут поглощать заметную долю падающей на Землю солнечной радиации.
Хозяйственная деятельность человека также является важным источником аэрозольных частиц. Среди промышленных аэрозолей наибольшая доля частиц приходится на продукты сгорания. Общее количество аэрозолей промышленного происхождения по разным оценкам достигает от 5-10%, а в крупных промышленных центрах может достигать до 45%. Однако эти 5-10% играю очень важную роль из-за того, что сосредоточены в густонаселенных промышленных районах. Промышленный или антропогенный аэрозоль содержит компоненты, сильно поглощающие и рассеивающие солнечную радиацию, а также вредные для здоровья соединения цинка, свинца и концерогенные вещества. В крупных промышленных центрах туман может смешиваться с промышленным дымом, образуя смог, обладающий сильным токсическим воздействием и наносящий огромный вред здоровью людей.
Образованию смога способствуют сажевые частицы промышленного аэрозоля, которые являются ядрами конденсации. Обладая высокой поглощательной способностью, сажевые частицы, поглощая коротковолновую радиацию, создают температурную инверсию: вблизи верхней границы промышленной дымки скорость нагрева атмосферы может составлять 10-15 К/сут, а поглощение излучения подстилающей поверхностью уменьшается в 1.5 раза. В результате чего резко уменьшается турбулентный массообмен и нарушается циркуляция воздуха над промышленным районом [29].
Аэрозольные примеси могут легко переноситься воздушными течениями на большие расстояния. Удаление аэрозолей из нижней атмосферы происходит в основном за счет вымывания аэрозольных частиц облаками, туманами и осадками.
Аэрозоли, в наибольшем количестве содержатся в самых нижних слоях атмосферы, так как основной их источник - земная поверхность. Аэрозоли сильно различаются по химическому составу. В современных исследованиях принято описывать ансамбли аэрозольных частиц при помощи морской, континентальной, городской и стратосферной моделей. Атмосферный аэорозоль - сильно изменчивая фракция в атмосфере, оптические свойства которой трудно предсказать [1]. Как отмечает К.Я. Кондратьев [41, 42], «адекватный учет воздействия атмосферного аэрозоля на климат требует рассмотрения всего разнообразия его типов и сильной пространственно временной изменчивости свойств аэрозоля, обусловленной многочисленностью источников и коротким временем жизни аэрозоля».
Используемые в вычислениях аэрозольные модели - это ансамбли аэрозольных частиц, распределение по размерам которых может быть описано унимодальным лог-нормальным распределением, которое определяется двумя параметрами, указанными в WCP-112: параметром положения (аналог среднего в нормальном законе) и параметром формы (аналог дисперсии в нормальном законе) [ ].
На рисунках 3.22 и 3.23 представленно сравнение воздействия аэрозоля, описываемого городской-индустриальной моделью, и сажевого аэрозоля на количество солнечной радиации, приходящей к горизонтальной поверхности для Санкт-Петербурга. Сажевый аэрозоль возникает в случае катастрофических пожаров. Например, такая ситуация наблюдалась в начале 70-х годов прошлого века в Подмосковье, когда там происходили крупные лесные пожары. Вычисления проводились для разных значений объемного коэффициента ослабления, характеризующего различные степени загрязнения атмосферы.
В зимние месяцы, при малых высотах солнца, влияние аэрозоля не существенно. В летние месяцы появление сажевого аэрозоля с большой оптической толщиной может привести к уменьшению суммарной солнечной радиации более чем в три раза
Результаты расчета и сравнение с экспериментальными данными
Для умеренных широт значения потоков солнечной радиации в зимнее время более существенны, поэтому ослабление их за счет воздействия атмосферного аэрозоля носит более выраженный характер. Сажевый аэрозоль с большой оптической толщиной может ослаблять до 4 раз значения потока суммарной солнечной радиации (75Вт/м ). Для летних месяцев воздействие аэрозоля наоборот ослабляется с уменьшением географической широты, так как в высоких широтах Солнце расположено низко над горизонтом и соответствующий оптический путь увеличивается.
Если для широты Санкт-Петербурга в июне значения суммарной солнечной радиации, приходящей к горизонтальной поверхности, при фоновом аэрозоле и сажевом аэрозоле с большой оптической толщиной различаются в три раза (ЗЗЗВт/м и 107Вт/м ), то для 40 с.ш. -уже в 2,5 раза (350Вт/м и 136Вт/м"). С ростом географической широны различия увеличиваются и для 70 с.ш. наблюдается практически четырехкратное снижение потоков солнечной радиации за счет ослабления сажевым аэрозолем с большой оптической толщиной (328Вт/м и 86 Вт/м ).
На рисунках 3.27 - 3.30 представлена зависимость величины радиационных потоков, приходящих к горизонтальной поверхности, от объемного коэффициента ослабления, а значит от оптической толщины аэрозольного слоя, для первого месяца каждого сезона. Вычисления проводились для 60 с.ш. На рисунках 3.31 — 3.34 представлена зависимость процентного изменения величины этих потоков от объемного коэффициента ослабления. Так в марте месяце суммарная солнечная радиация, приходящая к горизонтальной поверхности снижается на 15%, прямая - на 23%, рассеянная увеличивается на 13% при 100%-ом увеличении объемного коэффициента ослабления. В июне увеличение на 100% этого коэффициента приводит к снижению на 10% значений суммарной солнечной радиации, на 15% - значений прямой солнечной радиации и к росту на 17% значений рассеянной.
Сентябрьские изменения практически совпадают с изменениями для марта, так как эти месяцы симметрично расположены относительно точки зимнего солнцестояния. Для зимних месяцев характерно самое большое процентное изменение прямой солнечной радиации, практически в два раза, но за счет малых значений потока это изменение не существенно. Если в июне 100% увеличение коэффициента ослабления снижает освещенность поверхности в среднем на 30 Вт/м , то зимой эта величина снижается до 2 Вт/м2.
В целях правильного использования ресурсов солнечного тепла при проектировании и эксплуатации зданий в условиях возможного техногенного и антропогенного загрязнений, наряду с оценкой влияния атмосферного аэрозоля на количество солнечной радиации, приходящей к земной поверхности, очень важно оценить его влияние на количество солнечной радиации, приходящей к различно ориентированным стенам здания.
На рисунках 3.35 - 338 для 70, 60, 50 и 40 с.ш. соответственно представлены результаты воздействия городского-индустриального и сажевого аэрозолей на поток солнечной радиации, падаюшей на стены зданий, ориентированных на юг. Для высоких широт в летние месяцы значения солнечной радиации, приходящей к стенам южной ориентации, превосходят эти же значения для более низких широт, поэтому ослабление, вызванное воздействием атмосферного аэрозоля, сильнее. Так для 70 с.ш. в июне значения суммарной солнечной радиации, приходящей к ориентированной на юг вертикальной поверхности, могут различаться почти в четыре раза (236 Вт/м и 61,5 Вт/м") приналичии фонового аэрозоля и сажевого аэрозоля с большой оптической толщиной, а для 40 с.ш. - в 2,5 раза (113 Вт/м2 и 45 Вт/м2). Рис. 3.35 Суммарная радиация Q, приходящая к вертикальной поверхности южной ориентации в течение года для 70 ели. Полужирная линия - фоновый аэрозоль (континентальная модель). Сплошные линии - городская-индустриальная модель аэрозоля, пунктирные линии - сажевый аэрозоль, с объемными коэффициентами ослабления
В зимний период года количество прямой солнечной радиации, которое получают стены южной ориентации, с уменьшением географической широты значительно возрастает. Возрастает и значение, на которое сажевый аэрозоль с большой оптической плотностью может уменьшить радиационный поток, Если для 60 с.ш. это уменьшение составляет порядка 100 Вт/м , то для 50 с.ш. — около 150 Вт/м , а для 40 с.ш. - около 170 Вт/м".
Годовой ход солнечной радиации, приходящей на стены восточной и западной ориентации, подобен ее годовому ходу на горизонтальной поверхности — максимум достигается в июне, минимум - в зимние месяцы (рис.3.39 - рис.3.42). По этому и ослабление ее за счет воздействия атмосферного аэрозоля имеет те же особенности, что и ослабление для горизонтальной поверхности. Вычисления показывают, что в июне при возникновении сажевого аэрозоля с большой оптической плотностью значения потока солнечной радиации на восточно-ориентированную стену уменьшается на 175 Вт/м2 для 70 с.ш., на 150Вт/м2- для 60с.ш., на 120Вт/м2 - для 50с.ш., а для 40 с.ш. -на 100 Вт/м .
