专利名称：一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法
技术领域：
本发明涉及一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，适用于圆柱形各种材料的幕墙(包括玻璃幕墙，玻璃和瓷砖混合幕墙，石材幕墙，金属板幕墙，人造化学板材等幕墙)建筑的聚光分析。
背景技术：
为了追求建筑上的美观和创新，不少建筑选择凹形设计，如南京图书馆，美国赌城拉斯维加斯的Vdara酒店以及本说明中的大楼等。但凹型建设的大厦，玻璃幕墙就像一面巨大的聚光镜，照射到的地方如有可燃物，就容易发生大火灾及爆炸事件。北京曾经发生过停在玻璃幕墙旁边的一辆小轿车，因玻璃幕墙的反光照射，使车门橡胶密封条熔化流淌。在德国柏林，1987年曾发生过一场大火，警方在建筑物内部始终未能找到起火的原因，最后终于发现对面高层玻璃幕墙产生的聚光造成了这次火灾。2010年9月，美国赌城拉斯维加斯一家新酒店的设计像个凹面镜，导致多个酒店客人被其玻璃墙面聚焦的阳光严重烧伤。鉴于以上的种种事故，可见在凹形幕墙建筑的安全设计中聚光安全性分析的重要性。因此，圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法解决了圆柱形幕墙建筑的聚光分析问题，填补了凹形幕墙建筑的安全设计中聚光分析的空白。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤
(1)确定具体时刻北半球建筑选取了6月15日——9月15日三个月时间为计算时段，南半球建筑则选取12月15日——3月15日为计算时段，每隔1飞天计算一次；
(2)确定圆柱形幕墙建筑的幕墙参数(方位角Y、半径R和反射率；
(3)确定待定物体或人体的吸收率P；
(4)利用步骤1、2和3所确定的具体时刻、幕墙参数(方位角Y、半径R和反射率和待测物体或人体的吸收率P计算中间变量太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角Α、太阳入射角θ ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距c、弧长 L ；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度Id和Ip ；聚焦线上的直射辐射强度If ；进而计算出聚焦温度τω和聚焦范围I ；
(5)对步骤4得到的聚焦温度Τω和聚焦范围进行统计，得到圆柱形幕墙建筑在计算时段内的最高聚焦温度乜和聚焦范围/分布，从而确定圆柱形幕墙建筑对其阳光聚焦方向的建筑或人体的聚光安全性影响；当且仅当待测物体或人体处在聚焦范围I内且圆柱形幕墙建筑的最高聚焦温度Τω已超过待测物体或人体的所能承受的最高温度，表明该建筑对待测物体或人体存在阳光聚焦安全隐患。本发明的有益效果在于首先本发明获取基本参数方法简单，可操作性强。其次， 本发明在不改变实际幕墙建筑幕墙参数对其阳光聚焦的影响下，实现了圆柱形幕墙建筑阳光聚焦温度τω和聚焦范围I的实时监测。最后，所建立的圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦温度和聚焦范围的计算模型填补了填补目前凹形幕墙建筑安全设计中聚光分析的空白，并解决了工程应用中圆柱形幕墙建筑聚光分析的问题。
图1显示的是本发明的计算流程图2显示的是本发明实施案例中的大楼平面图。
具体实施例方式如图1所示，本发明圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，包括以下步骤 1、确定具体时刻为了计算得到圆柱形幕墙建筑在一年中的最高阳光聚焦温度，北半
球建筑选取了 6月15日——9月15日三个月时间为计算时段，南半球建筑则选取12月15 日——3月15日为计算时段，可根据对数据可靠性的需求，每隔1飞天计算一次。2、确定圆柱形幕墙建筑的幕墙参数(方位角￥、半径1 和反射率&)。可以从建筑设计图纸上得到其幕墙方位角Y和幕墙半径R ；单一幕墙材料的反射率&可以通过查阅相关资料或紫外可见分光光度计直接测量得到，混合幕墙材料的反射率&可以通过查阅相关资料或紫外可见分光光度计分别测量各组成材料的反射率，再根据图纸上各组成材料的比例，计算得到混合幕墙材料的反射率&。3、确定待定物体或人体的吸收率P。吸收率P同样可以通过查阅相关资料或紫外可见分光光度计直接测量得到。4、利用步骤1、2和3所确定的具体时刻、幕墙参数(方位角Y、半径R和反射率&) 和待测物体或人体的吸收率P三个基本参数计算中间变量太阳赤纬S、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角Α、太阳入射角θ ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距C、弧长L ；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度Id和Ip ；聚焦线上的直射辐射强度IF。进而计算出聚焦温度Τω和聚焦范围I。具体如下
4.1、太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角A分别为
权利要求
1.一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)确定具体时刻北半球建筑选取了6月15日——9月15日三个月时间为计算时段，南半球建筑则选取12月15日——3月15日为计算时段，每隔1飞天计算一次；(2)确定圆柱形幕墙建筑的幕墙参数(方位角Y、半径R和反射率；(3)确定待定物体或人体的吸收率P；(4)利用步骤1、2和3所确定的具体时刻、幕墙参数(方位角Y、半径R和反射率和待测物体或人体的吸收率P计算中间变量太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角Α、太阳入射角θ ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距c、弧长 L ；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度Id和Ip ；聚焦线上的直射辐射强度If ；进而计算出聚焦温度τω和聚焦范围I ； (5)对步骤4得到的聚焦温度Τω和聚焦范围I进行统计，得到圆柱形幕墙建筑在计算时段内的最高聚焦温度Τω和聚焦范围I分布，从而确定圆柱形幕墙建筑对其阳光聚焦方向的建筑或人体的聚光安全性影响；当且仅当待测物体或人体处在聚焦范围/内且圆柱形幕墙建筑的最高聚焦温度Τω已超过待测物体或人体的所能承受的最高温度，表明该建筑对待测物体或人体存在阳光聚焦安全隐患。
2.根据权利要求1所述圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，其特征在于，所述步骤4包括以下子步骤(4.1)得到太阳赤纬δ、时角ω、太阳高度角α和太阳方位角A:( 284+ η、 δ 二 23.45 sin 360 χ———； L365 J =130x(12-太阳时间)sin a = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos ω ；.,cos <5 sin sm A =.....-；coso:其中，η为一年之中第η天；太阳时间=标准时间+时差+4Χ (标准时间的经度-当地实际经度)；太阳时间的单位是分钟^为当地纬度；(4. 2)获得太阳入射角θ ；太阳入射光线截圆柱形玻璃幕墙的相贯椭圆的长轴a、焦距 C、弧长L ；水平面和圆柱形幕墙墙面上的直射辐射强度Id和Ip ；聚焦线上的直射辐射强度 Ifcos#= iin Ssim ^coi ^r-Iin S cos φ sin ξ cos γ + εοι S cos ^cosm + cos S sin flsiii ζ cos <ncos j +· cos S sin ξ sin eisin γba =-；cos a
全文摘要
本发明提供一种圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦安全性分析方法，该方法仅利用具体时刻、幕墙参数和待测物体或人体的吸收率ρ三个基本参数，建立了圆柱形幕墙建筑的阳光聚焦温度Tω和聚焦范围的计算模型，计算得到阳光聚焦温度Tω和聚焦范围，通过对阳光聚焦温度Tω和聚焦范围的统计分析，确定圆柱形幕墙建筑对其阳光聚焦方向的建筑或人体的聚光安全性影响；本发明获取基本参数的方法简单，可操作性强；在不改变实际幕墙建筑幕墙参数对其阳光聚焦的影响下，实现了圆柱形幕墙建筑阳光聚焦温度Tω和聚焦范围的实时监测；解决了工程应用领域圆柱形幕墙建筑的聚光安全性分析问题，为凹形幕墙建筑的安全设计提供借鉴。
文档编号G01M11/02GK102539121SQ201210007389
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者张溪文, 彭瑞群 申请人:浙江大学