C.10 百叶遮阳的太阳辐射透射比与反射比

    入射到百叶系统的太阳辐射照度I0由直射辐射照度和散射辐射照度构成。

    式中：I₀——入射到百叶系统的太阳辐射照度； 

              I_D——直射辐射照度；

              I_d——散射辐射照度。

    太阳辐射透过百叶系统的方式主要有三种：

    1  入射光中的直射辐射部分直接通过百叶系统的透空部分的透射； 

    2  入射光中的直射辐射部分被百叶板条吸收、反射、透射后的散射透射；

    3  入射光中的散射辐射部分被百叶板条吸收、反射、透射后的散射透射。

    计算百叶系统的透射性能时，应考虑板条的光学性能、几何形状和位置等因素，见图6。

图6  百叶系统中的板条几何形状和位置

    计算百叶系统的遮阳性能时可采用以下模型和假设：

    1  百叶板条为漫反射，并可以忽略百叶系统边缘的作用；

    2  模型单元考虑两个相邻的百叶板条，每个板条分为k等分段，见图7；

    3  忽略板条的轻微挠曲和厚度。

    当百叶系统的入射侧受到波长为λi的散射辐射时，该散射辐射在百叶板条中间进行反射、透过和吸收后，会有一部分的散射辐射仍然以散射辐射的形式通过百叶系统透射出去，其比例为τ_dif,dif(λ_j)；一部分散射辐射被百叶系统反射到外部，其比例为ρdif,dif(λj)；还有一部分的散射辐射被百叶系统所吸收，其比例为α_dif(λ_j)。这三部分有以下关系式：

    式中：τ_dif,dif(λ_j)——百叶系统对波长为λ_j的散射辐射的透射比；

              ρ_dif,dif(λ_j)——百叶系统对波长为λ_j的散射辐射的反射率；

              α_dif(λ_j)——百叶系统对波长为λ_j的散射辐射的吸收率。

图7  模型单元中百叶板条的分割示意

    当把百叶板条等分成k段时(图7)，则第i(1≤i≤k)段的两个表面上受到的散射辐射分别为：

    式中：I_d(λ_j)——百叶系统受到外侧入射的波长为λj的散射辐射(W/m²)； 

              I_n(λ_j)——百叶系统受到内侧入射的散射辐射，可忽略内侧环境对外部环境的散射辐射，取其为0。

C.10.2  百叶遮阳受到的直射辐射，一部分是通过百叶系统的透空部位直接透射的，一部分是经过百叶板条的吸收、透射、反射后以散射形式透射的。

    百叶系统对直射辐射的直接透射量应依据百叶的角度和几何尺寸，按投射的几何计算方法，当给定直射辐射入射角θ时，计算穿过百叶系统透空部分的直射辐射量，见图8。

    对于任何波长λ_j，百叶板条倾角的直射辐射的透射，可近似取该条件下的透射光斑面积与百叶计算单元面积的比值，透射比X_D可按本规范附录C第C.8节的方法计算。

C.10.3  百叶遮阳对给定入射角，计算百叶系统中直接为I 0所辐射的部分k，见图8。

图8  百叶板条受到直射辐射的部分

    解：公式(C.10.3-1)和公式(C.10.3-2)所组成的方程组，即可得到直射—散射的透射率和反射率。

C.10.5  百叶遮阳直射辐射的散射投射计算在ISO 15099《Thermal Performance of Windows，Doors and Shading Devices-detailed Calculations》中将百叶板板划分为五块，对于实际应用中的百叶遮阳板计算，将百叶板划分为两块，如图9所示，已经可以满足精度需要，其与ISO 15099《Thermal Performance of Windows，Doors and Shading Devices-detailed Calculations》中的误差可以控制在3％以内。

图9  用于计算机算法的百叶遮阳板示意

    根据公式(C.10.1-5)、公式(C.10.1-6)，以及i＝1和2，可以得到以下公式：

    这是一个线性方程组，未知数为E_f,1、E_f,2、E_b,1和E_b,2，其他角系数和百叶板透过率、反射率等参数也可以根据遮阳板材料特性得到，因此上述方程组可以简化为下式表示：

    采用Gauss-Seidel迭代法，可以得到上述方程组的数值解。将数值解代入到公式(C.10.1-2)和公式(C.10.1-4)中，得到透过百叶遮阳系统的太阳散射辐射和反射到百叶系统外部的散射辐射，如下式所示：

    结合入射太阳散射辐射参数，可以得到该遮阳系统对散射辐射的透过率和反射率以及吸收率。