A spectrally-resolved method for evaluating the solar effect on user thermal comfort in the near-window zone
A spectrally-resolved method for evaluating the solar effect on user thermal comfort in the near-window zone
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一种用于评估近窗区域太阳对用户热舒适度影响的光谱分辨方法
DOI：
10.1016/j.buildenv.2021.108044
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发表时间：
2021
影响因子：
7.4
通讯作者：
Wang, Julian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Nan;Wang, Julian
太阳辐射的影响对人体热舒适度起着重要作用。在预测透过窗户对室内居住者产生的短波太阳热效应时，必须考虑太阳辐照度光谱、窗户透射率和皮肤吸收率。这项工作提出了一种光谱解析方法，用于预测对近窗区域面向窗户的居住者的影响。还表征了直接太阳辐照度的垂直和水平穿透。在这项工作中，我们通过一年中不同日期和一天中不同时间的一系列模拟条件以及各种窗户方向和天空条件，量化了光谱分辨方法和传统恒定值方法之间最终热舒适度估计的差异。通过数值分析，我们研究了各种参数的影响和相互作用，并论证了需要光谱分辨方法的情况。通过了解光谱分辨方法的必要性以及光谱和能量强度变化的影响，我们可以初步判断光谱分辨方法何时对于近窗区域室内热舒适度的相对准确预测至关重要。这项研究提供了一种新的基础数值方法，可用于考虑太阳能、窗户和人体皮肤的光谱特性，以便在近窗区域进行更准确的用户热舒适度分析。
The effects of solar radiation play an important role in human thermal comfort. When predicting the shortwave solar thermal effect through windows on indoor occupants, the spectra of solar irradiance, window transmittance, and skin absorptance must be considered. This work proposes a spectrally-resolved method for predicting this effect on occupants facing windows in the near-window zone. The vertical and horizontal penetration of direct solar irradiance is also characterized. In this work, we quantify the differences in resultant thermal comfort estimations between the spectrally-resolved and conventional constant-value methods through a series of simulated conditions on different days of the year and at different times of day, as well as with various window orientations and sky conditions. Through numerical analysis, we investigate the effects of and interactions among the various parameters and demonstrate situations in which the spectrally-resolved method is necessary. By understanding the necessity of the spectrally-resolved method and the influence of variations in spectral and energy intensities, we are able to make preliminary judgments regarding when the spectrally-resolved method is essential to making relatively accurate predictions of indoor thermal comfort in the near-window zone. This research provides a new and fundamental numerical method that can be used to take the spectral characteristics of solar energy, windows, and human skin into account for more accurate user thermal comfort analyses in the near-window zone.
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