太阳辐射热利用优先的住宅空间叠合模式研究

以太阳辐射资源富集的拉萨地区为例，梳理空间的太阳辐射热利用设计特点，对住宅竖向维度上形体空间分段设计特征及各分段太阳辐射热利用条件进行分析，提出住宅竖向空间叠合模式，探索以空间为核心转化地域太阳辐射资源的建筑低耗能设计创作的有效途径。     

一步法快速合成Fe掺杂混晶TiO2及其增强太阳光催化活性研究

基于半导体能带理论，设计并制备了不同浓度Fe掺杂的球形混晶TiO₂基光催化剂，利用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、荧光光谱等测试方法对样品进行系统性表征，并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物模拟印染废水，研究样品在太阳辐射下的光催化性能。结果表明：TiO₂具有锐钛矿/金红石/板钛矿三相混晶结构，Fe掺杂能明显促进锐钛矿向金红石转变，显著提高太阳光利用率和有效抑制光生载流子复合；2%Fe³⁺/TiO₂的光催化活性表现最佳，其对MO的催化降解效率高达94.6%(120min),反应速率常数为23.22×10^-3min^-1;活性组分猝灭实验证实h⁺氧化是降解MO的核心机制，·OH和·O^-₂则发挥次要作用。     

高寒气候下集合住宅顶层节能设计策略研究——以西宁为例

集合住宅顶层外表面积大，室内、外热环境交互敏感，在太阳能富集、冬季寒冷漫长的气候环境下，直接利用太阳辐射热节约采暖用能的潜力大。以西宁地区为例，建立集合住宅顶层的典型空间模型，采用Designbuilder能耗模拟软件，从户内空间组合、单一空间、围护界面形态构造3个层级分析太阳辐射热作用下其设计要素与顶层采暖用能的关联性。总结住宅顶层的节能设计策略，并从设计要素利用太阳辐射热对采暖用能的节能贡献率角度，对设计策略进行优先级排序。为建筑师开展强化太阳辐射热利用效果的设计应用提供依据。     

基于气候补偿的城镇居住建筑运行热负荷分析

以某小区的建筑为研究对象，考虑动态变化的室外温度和太阳辐射对建筑热负荷的影响，分别选取潍坊与哈尔滨的气象条件进行模拟计算，利用能耗模拟软件DeST计算建筑运行热负荷，与一维稳态方法的计算结果进行比较。结果显示：与基于室外日平均温度的气候补偿模型相比，考虑室外逐时温度变化的气候补偿模型中，单个用户供暖季累积热负荷指标降低约1%～6%；考虑太阳辐射的气候补偿模型中，供暖季累积热负荷指标进一步降低，为气候补偿模型的完善提供参考。     

复杂天气和地形下的地表太阳辐射估算模型及其在超短期光伏发电功率预测中的应用

为了研究表面太阳辐射估算模型在超短期光伏功率预测中的应用,并减少多云天气对预测的干扰,利用电荷耦合器件/红外光谱(CCD/IRS)数据对表面太阳辐射估计模型进行了优化,构建了一种有效的超短期光伏功率预测模型,并通过实验证明了它的可靠性。首先介绍了CCD/IRS数据的原理,接着在考虑云量影响的情况下改进了太阳表面辐射估算模型。分别选择了多云和无云2种不同的天气类型来验证估算模型。实验结果表明:与传统算法相比,所提出的地表太阳辐射估算模型在多云天气和复杂地形条件下具有更大的优势,可用于光伏功率预测;基于地表太阳辐射估算模型构建的超短期光伏功率估算模型可用于在无云天气下获得准确有效的预测结果,提出的预测模型在多云天气中的偏差也得到了显着的改进。表面太阳辐射估算模型对于超短期光伏发电量的准确预测和安全运行具有重要的参考价值。     

夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙对建筑能耗的影响研究

通过在环境实验室内搭设实体建筑物,模拟夏热冬冷地区夏季、冬季的太阳辐射和室内外温度环境,测试不同太阳辐射强度下建筑外墙温度场和热流密度的变化情况,分析夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙热传导对建筑能耗的影响。结果表明:随着太阳辐射强度的增加,建筑外墙外表面、中心和内表面温度随之升高,太阳辐射通过建筑外墙的温度场进行室内外热能传递,进而影响其建筑能耗。在夏季,太阳辐射是决定建筑外墙冷负荷的主要原因,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而增加,导致建筑冷负荷增大,空调能耗增加;在冬季,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而下降,导致建筑热负荷减小,采暖能耗降低。     

亚热带地区垂直绿化冠层太阳辐射特性研究

选取亚热带地区常见植物搭建垂直绿化冠层太阳辐射特性观测平台。修正基于Lambert-Beer定律的冠层太阳辐射透过率模型。使用误差分析指标检验模型的计算精度。对模型的输入参数进行敏感性分析，发现叶面积指数是影响冠层太阳辐射透过率的重要参数。因此，对冠层全年的叶面积指数进行观测，计算全年不同朝向垂直绿化冠层的太阳辐射透过率，结果表明，垂直绿化冠层可拦截超过80%入射到建筑表面的太阳辐射，具有良好的遮阳效果。     

考虑太阳辐射的人字闸门温度场仿真及改善

作为露天环境中的大型钢结构，人字闸门在太阳辐射下会形成非均匀时变温度场，使结构产生复杂的温度效应，若工程中不加以重视，可能会出现焊缝开裂、结构失稳等安全问题。对此，通过改变表面涂层，利用有限元软件对比分析结构温度场分布。结果表明，太阳辐射下，闸门面板与顶梁形成多高温区域阵列式分布的温度场，梁系温度整体分布较均匀；表面涂层对闸门温度场影响较大，采用低辐射吸收率的涂层可使闸门各构件温升减小，最高温度可下降约25%;温度场分布得到较大改善，可有效防止闸门应力场与变形场中可能出现的局部应力集中或变形过大现象。     

黑龙江省第四步节能的外窗性能研究

应用DeST-h软件建立外窗太阳辐射得热量计算模型,模拟研究遮阳系数和传热系数等主要因素对外窗节能的影响。结果表明,供暖期南向窗月太阳辐射得热量约为北向窗的4~6倍,增大遮阳系数时南、北向窗月太阳辐射得热量都会增大,南向窗的增大效果更明显。应综合考虑遮阳系数和传热系数选取外窗。     

ERA5资料应用于中国地区太阳能资源评估研究

利用中国40个地面台站观测资料对ERA5再分析资料太阳能资源要素进行误差评估，结果表明：ERA5资料与台站资料的地表月水平面总辐射回归方程可决系数为0.999。ERA5资料与各台站资料均方根误差最大值为8.7 MJ/m²，平均值为4.9 MJ/m²；相对均方根误差最大值为2.4%，平均值为1.0%。ERA5资料与各台站资料年际变化误差最大值为19 MJ/m²，平均值为3 MJ/m²；百分比年际变化误差最大值为0.5%，平均值为0.1%。ERA5资料与台站资料稳定度误差最大值为0.013，平均值为0.003；百分比误差最大值为2.9%，平均值为0.8%。ERA5资料与台站资料具有较好的一致性，应用于中国太阳能资源评估是可行的。