(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210461559.9
(22)申请日 2022.04.28
(71)申请人 西安建筑科技大 学
地址 710055 陕西省西安市碑林区雁塔路
13号
(72)发明人 李智杰 张妮 李昌华 张颉
介军
(74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任
公司 6120 0
专利代理师 姚咏华
(51)Int.Cl.
G06F 30/13(2020.01)
G06F 30/23(2020.01)
G06F 119/02(2020.01)
(54)发明名称
一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于建筑遮挡的日照辐
射计算方法, 本发明将需要分析的建筑表面进行
有限分割为若干份, 然后遍历每一个 分割点与太
阳位置之间是否存在遮挡, 对建筑阴影进行检
测。 这样既解决了传统天空视野因子计算复杂且
速度慢的问题, 而 且提高了 计算精度。
权利要求书2页 说明书4页 附图3页
CN 114912171 A
2022.08.16
CN 114912171 A
1.一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特 征在于, 包括以下步骤:
S1, 对待分析建筑面构建坐标系, 然后进行有限分割;
S2, 通过太阳方位角和太阳仰角来表示太阳对于建筑面的具体位置, 然后结合各个时
刻的时角计算任意 面的太阳辐射 量;
S3, 根据太阳 方位角和太阳仰角计算太阳 方向向量;
S4, 根据太阳 方向向量, 通过射线碰撞计算遮挡 系数;
S5, 结合遮挡 系数, 遍历建筑面计算所接收的辐射 量, 确定最终辐射数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, S1中,
进行有限分割的具体方法如下:
沿着坐标系的U轴和V轴方向将建筑面分割为M份, 取分割线的交点为实际计算的点, 同
时获得分割面的法向量。
3.根据权利要求1所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, S2中,
S2的具体方法如下:
确定一天的日照时间以及日出时间和日落时间;
地方时间转换为太阳相对地球在天空中移动的角度, 并确定太阳 方位角和太阳仰角。
4.根据权利要求3所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, 日出时
间的计算方法如下:
日落时间的计算方法如下:
其中,
为观测点的经度, δ 为太阳赤纬角。
5.根据权利要求3所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, 太阳相
对地球在天空中移动的角度为:
其中, T为观测时间,
为观测点的经度,
为观测点所在时间的经度, e为时差;
太阳方位角的计算方法如下:
太阳仰角的计算方法如下:
其中, δ 为太阳赤纬角, ω为时角。
6.根据权利要求1所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, S3 中的
具体方法如下:
以建筑表面为水平面建立一个三维坐标系, 然后沿Y轴创建一个指向北向的单位向量权 利 要 求 书 1/2 页
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2a, 将单位 向量a绕Z轴旋转一个方位角得到单位 向量b, 再将单位向量b绕Z轴旋转90度后得
到单位向量c, 最后单位向量b沿单位向量c轴旋转一个仰角大小, 从而得到太阳方向的方向
向量s。
7.根据权利要求1所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, S4中,
计算遮挡 系数的方法如下:
比较太阳方向向量与建筑面法线向量的角度;
如果建筑面法线向量和太阳方向向量之间的夹角大于等于90度, 则太阳光线无法直射
到该面, 遮挡 系数为0, 直接辐射 量为0;
如果建筑面与太阳光线存在直接辐射的部分, 则进行遮挡检测, 检测方法如下:
从建筑分割面的任意一个交点沿着太阳方向发射一条无限长的射线, 如果与这条射线
相交的元素只有建筑面本身所在的元素, 那么认为当前时候该点没有遮挡, 反之则存在遮
挡。
8.根据权利要求1所述的一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法, 其特征在于, S5的具
体方法如下:
遍历建筑物上的每个分析面, 然后确定单个分析面的遮挡系数、 面积及该面上的有限
分割数量, 最后求和得到最终辐射数据, 计算方法如下:
其中, K为遮挡 系数, S为太阳 方位方向, M为有限分割数量。权 利 要 求 书 2/2 页
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专利 一种基于建筑遮挡的日照辐射计算方法
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本文档由 人生无常 于 2024-03-18 01:26:48上传分享